Arduino Nano: Accelerometro Giroscopio Bussola MPU9250 Sensore I2C con Visuino: 11 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

MPU9250 è uno dei più avanzati sensori combinati Accelerometro, Giroscopio e Bussola di piccole dimensioni attualmente disponibili. Hanno molte funzionalità avanzate, tra cui il filtro passa basso, il rilevamento del movimento e persino un processore specializzato programmabile. Avendo quasi 130 registri, tuttavia, con molte impostazioni, è anche molto difficile lavorare con il codice.

Un paio di settimane fa GearBest è stato così gentile da donare un modulo MPU9250 per sponsorizzare l'aggiunta del supporto in Visuino. Ci sono volute 2 settimane di duro lavoro, ma alla fine non solo ho implementato il supporto per MPU9250, ma ho anche aggiunto il convertitore Acceleration To Angle, i filtri complementari (primo e secondo ordine) e Kalman che possono essere utilizzati con esso per migliorare precisione.

Questo è il primo Instructable sul nuovo supporto MPU9250 in Visuino e mostra quanto sia facile usarlo con Visuino. Nei seguenti Instructables ti mostrerò come puoi utilizzare il convertitore Acceleration To Angle, i filtri Complementary e Kalman e ottenere risultati davvero buoni dal tuo modulo sensore.

Passaggio 1: componenti

1. Una scheda compatibile con Arduino (uso Arduino Nano, perché ne ho una, ma qualsiasi altra andrà bene)
2. Un modulo sensore MPU9250 (nel mio caso generosamente donato da GearBest)
3. 4 ponticelli femmina-femmina

Passaggio 2: collegare la bussola giroscopio accelerometro MPU9250 ad Arduino

1. Collegare 5V VCC Power (cavo rosso), terra (cavo nero), SDA (cavo verde) e SCL (cavo giallo), al modulo MPU9250 (immagine 1)
2. Collegare l'altra estremità del filo di terra (filo nero) al pin di terra della scheda Arduino (immagine 2)
3. Collegare l'altra estremità del cavo di alimentazione VCC 5V (filo rosso) al pin di alimentazione 5V della scheda Arduino (Immagine 2)
4. Collegare l'altra estremità del cavo SDA (filo verde) al pin SDA/analogico 4 della scheda Arduino Nano (Immagine 2)
5. Collegare l'altra estremità del cavo SCL (filo giallo) al pin SCL/Analogico 5 della scheda Arduino Nano (Immagine 2)
6. L'immagine 3 mostra dove sono i pin Ground, 5V Power, SDA/Analog pin 4 e SCL/Analog pin 5, pin dell'Arduino Nano

Passaggio 3: avviare Visuino e selezionare il tipo di scheda Arduino

Per iniziare a programmare Arduino, dovrai installare l'IDE Arduino da qui:

Assicurati di installare 1.6.7 o versioni successive, altrimenti questo Instructable non funzionerà!

Anche il Visuino: https://www.visuino.com deve essere installato.

1. Avvia Visuino come mostrato nella prima immagine
2. Fare clic sul pulsante "Strumenti" sul componente Arduino (Immagine 1) in Visuino
3. Quando viene visualizzata la finestra di dialogo, seleziona Arduino Nano come mostrato in Figura 2

Passaggio 4: in Visuino: aggiungere e collegare il componente MPU9250

1. Digita "mpu" nella casella Filtro della casella degli strumenti dei componenti, quindi seleziona il componente "Accelerometro Giroscopio Bussola MPU9250 I2C" (Immagine 1) e rilascialo nell'area di progettazione (Immagine 2)
2. Collegare il pin "Out" del componente AccelerometerGyroscopeCompass1 al pin "In" del canale I2C del componente Arduino (Immagine 3)

Passaggio 5: In Visuino: aggiungere e collegare il componente del pacchetto

Per inviare tutti i dati dei canali tramite la porta seriale da Arduino, possiamo utilizzare il componente Packet per impacchettare i canali insieme e visualizzarli in Scope e Gauges in Visuino:

1. Digita "pack" nella casella Filter della Component Toolbox, quindi seleziona il componente "Packet" (Immagine 1) e rilascialo nell'area di progettazione
2. Collegare il pin di uscita "Out" del componente Packet1 al pin di ingresso "In" del canale "Serial[0]" del componente "Arduino" (Immagine 2)

Passaggio 6: In Visuino: aggiungi 7 elementi analogici binari al componente del pacchetto e specifica i loro nomi

1. Fare clic sul pulsante "Strumenti" del componente Packet1 (Immagine 1)
2. Nell'editor "Elementi" selezionare l'elemento "Binary Analog", quindi fare clic sul pulsante "+" (Immagine 2) per aggiungere l'elemento analogico
3. In Object Inspector imposta la proprietà "Name" dell'elemento analogico su "Compass(X)" (Immagine 3)
4. Nell'editor "Elementi" seleziona l'elemento "Binary Analog" a destra, quindi fai clic sul pulsante "+" a sinistra per aggiungere un altro elemento analogico
5. In Object Inspector imposta la proprietà "Name" del nuovo Analog Element su "Compass(Y)" (Immagine 4)
6. Nell'editor "Elementi" seleziona l'elemento "Binary Analog" a destra, quindi fai clic sul pulsante "+" a sinistra per aggiungere un altro elemento analogico
7. In Object Inspector imposta la proprietà "Name" del nuovo Analog Element su "Compass(Z)" (Immagine 5)
8. Ripetere gli stessi passaggi per aggiungere altri 7 elementi analogici binari denominati "Accelerometer(X)", "Accelerometer(Y)", "Accelerometer(Z)", "Gyroscope(X)", "Gyroscope(Y)", "Gyroscope(Z)" e "Termometro" (Figura 6)

Passaggio 7: In Visuino: configurare la visualizzazione dell'elemento pacchetto per il termometro

Il Visuino per impostazione predefinita può visualizzare gli elementi analogici dal componente del pacchetto in indicatori. È bello comunque visualizzare la temperatura in Termometro. Visuino consente la personalizzazione del modo in cui vengono visualizzati gli elementi analogici.

1. Nell'editor degli elementi, seleziona l'ultimo elemento analogico denominato "Termometro" (Immagine 1)
2. In Object Inspector selezionare la proprietà "Instrument" e fare clic sul pulsante "Freccia giù" accanto al suo valore (Immagine 1)
3. Dalla casella a discesa selezionare "Termometro" (Immagine 2)
4. In Object Inspector espandi la proprietà "Instrument", quindi la sottoproprietà "Scale" (Immagine 3)
5. In Object Inspector impostare il valore della sottoproprietà "Auto" della "Scala" su False (Immagine 3) Questo disabiliterà la scalatura automatica per il termometro
6. In Object Inspector impostare la sottoproprietà "Max" della "Scala" su 100 (Figura 4) Questo configurerà il termometro per avere una scala da 0 a 100

Passaggio 8: in Visuino: specificare l'intestazione del pacchetto univoco

Per assicurarci che Visuino trovi il punto di partenza del pacchetto, dobbiamo avere un'intestazione univoca. Il componente Packet utilizza un algoritmo speciale per garantire che l'indicatore di intestazione non appaia nei dati.

1. Seleziona il componente Packet1 (Immagine 1)
2. In Object Inspector espandi la proprietà "Head Marker" (Immagine 1)
3. In Object Inspector fare clic sul pulsante "…" (Immagine 1)
4. Nell'editor Bytes digita alcuni numeri, ad esempio 55 55 (Immagine 2)
5. Fare clic sul pulsante OK per confermare e chiudere l'editor

Passaggio 9: In Visuino: collegare il componente MPU9250 agli elementi del componente Packet

1. Fare clic nella casella "Out" contenente i pin della "Compass" del componente AccelerometerGyroscopeCompass1 per iniziare a collegare tutti i pin Out contemporaneamente (Immagine 1)
2. Sposta il mouse sul pin "In" dell'elemento "Elements. Compass(X)" del componente Packet1. Il Visuino distribuirà automaticamente i fili in modo che si colleghino correttamente al resto dei pin (Immagine 1)
3. Fare clic nella casella "Out" contenente i pin dell'"Accelerometer" del componente AccelerometerGyroscopeCompass1 per iniziare a collegare tutti i pin Out contemporaneamente (Immagine 2)
4. Sposta il mouse sul pin "In" dell'elemento "Elements. Accelerometer(X)" del componente Packet1. Il Visuino distribuirà automaticamente i fili in modo che si colleghino correttamente al resto dei pin (Immagine 2)
5. Fare clic nella casella "Out" contenente i pin del "Gyroscope" del componente AccelerometerGyroscopeCompass1 per iniziare a collegare tutti i pin Out contemporaneamente (Immagine 3)
6. Sposta il mouse sul pin "In" dell'elemento "Elements. Gyroscope(X)" del componente Packet1. Il Visuino distribuirà automaticamente i fili in modo che si colleghino correttamente al resto dei pin (Immagine 3)
7. Collegare il pin "Out" del "Thermometer" del componente AccelerometerGyroscopeCompass1 al pin "In" del pin di input "Elements. Thermometer" del componente Packet1 (Figura 4)

Passaggio 10: genera, compila e carica il codice Arduino

1. In Visuino, premere F9 o fare clic sul pulsante mostrato in Figura 1 per generare il codice Arduino e aprire l'IDE Arduino
2. Nell'IDE di Arduino, fare clic sul pulsante Carica, per compilare e caricare il codice (Immagine 2)

Passaggio 11: e gioca…

1. In Visuino selezionare ComPort, quindi fare clic sulla casella a discesa "Formato:" e selezionare Packet1 (Immagine 1)
2. Fare clic sul pulsante "Connetti" (Immagine 1)
3. Se selezioni la scheda "Scope", vedrai lo Scope che traccia i valori X, Y, Z dall'accelerometro, dal giroscopio e dalla bussola, così come la temperatura nel tempo (Immagine 2)
4. Se selezioni la scheda "Strumenti", vedrai il Termometro e gli Strumenti che mostrano le stesse informazioni (Immagine 3)

È possibile vedere l'accelerometro, il giroscopio e il sensore della bussola MPU9250 collegati e in esecuzione nell'immagine 4.

Congratulazioni! Hai creato un progetto di misura Accelerometro, Giroscopio e Bussola MPU9250 in Arduino, con Visual Instrumentation.

Nella Figura 5 potete vedere il diagramma completo di Visuino.

In allegato c'è anche il progetto Visuino, che ho creato per questo Instructable. Puoi scaricarlo e aprirlo in Visuino: